阅读说明：本技术 一种电动汽车制动能量回收控制系统及方法 (Braking energy recovery control system and method for electric automobile ) 是由 姚雪平 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电动汽车制动能量回收控制系统及方法。本发明涉及的一种电动汽车制动能量回收控制系统,其特征在于,包括：制动踏板单元、VCU整车控制单元、EBooste电控制动单元；所述制动踏板单元,用于接收驾驶员的制动意图；所述EBooste电控制动单元,包括踏板行程传感器、控制单元；所述踏板行程传感器用于根据驾驶员的制动意图探测制动踏板的位移,并将探测到的位移信号发送至控制单元；所述控制单元用于将接收到的位移信号驱动电机产生再生制动的能量；所述VCU整车控制单元,用于根据驾驶员的制动意图控制所述控制单元驱动电机产生再生制动的能量。(The invention discloses a braking energy recovery control system and method for an electric automobile. The invention relates to an electric automobile braking energy recovery control system, which is characterized by comprising the following components: the brake pedal unit, the VCU whole vehicle control unit and the EBooste electric control brake unit; the brake pedal unit is used for receiving the braking intention of a driver; the EBooste electric control brake unit comprises a pedal stroke sensor and a control unit; the pedal travel sensor is used for detecting the displacement of the brake pedal according to the braking intention of the driver and sending a detected displacement signal to the control unit; the control unit is used for driving the motor to generate regenerative braking energy by the received displacement signal; and the VCU vehicle control unit is used for controlling the control unit to drive the motor to generate regenerative braking energy according to the braking intention of a driver.)

一种电动汽车制动能量回收控制系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车制动领域，尤其涉及一种电动汽车制动能量回收控制系统及方法。

背景技术

随着社会的发展，新能源汽车应用日益广泛。所谓新能源，是为了区别传统的化石能源而产生的概念。新能源汽车目前主要分为纯电动、油电混动、插电混动与燃料电池等几大种类。新能源车随着概念的推广及政策的扶持，已经成为汽车市场中不可小觑的力量。其中，能量回收系统的研究是其核心技术之一。能量回收系统是指汽车减速或制动时将其中的一部份动能转化为电能，并加以存贮后再利用到驱动汽车行驶中。

能量回收系统是起源于F1赛事的一种辅助设备。原理是将刹车时本会被白白费掉的能量收集储存起来，在适当的时候再释放出去。本应是顶级豪车中才配备的能量回收系统，在除燃料电池以外的新能源车型上，却出奇的适用。

众所周知，新能源车最大的优势，就是用电能代替了传统的内能。但是新能源车在实际使用过程中遇到的最大问题，就是充电了。充电无法像加油一样快速便捷，所以加强电能的利用率就是很重要的一项辅助技术了。把“溢出”的机械能转换成电能，虽然无法从根源上解决充电的问题，但是由于利用率提高了很多，一定程度上能减少充电的次数，还是很实用的，尤其是在混动车型上，效果更是明显。

但是，现有的汽车在制动时，其能量的回收并未得到很好的利用，特别是在刹车时，并不能很好地利用车辆的动能损耗。其动能在制动器里转化为热能耗散于大气。数量庞大的汽车在日常行驶过程中，特别是在交通比较拥挤的城市行驶过程中，频繁地起步加速与制动减速产生巨大的制动能量耗散，大大地降低了电动机的效率。制动系统的设计与传统车存在一定差异，需要突出它的能量回收策略，更好的利用车辆的动能损耗。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种电动汽车制动能量回收控制系统及方法，采用EBooste系统对车辆刹车能量进行回收，具有节能、环保、安全的特点。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种电动汽车制动能量回收控制系统，包括：制动踏板单元、VCU整车控制单元、EBooste电控制动单元；

所述制动踏板单元，用于接收驾驶员的制动意图；

所述EBooste电控制动单元，包括踏板行程传感器、控制单元；所述踏板行程传感器用于根据驾驶员的制动意图探测制动踏板的位移，并将探测到的位移信号发送至控制单元；所述控制单元用于将接收到的位移信号驱动电机产生再生制动的能量；

所述VCU整车控制单元，用于根据驾驶员的制动意图控制所述控制单元驱动电机产生再生制动的能量。

进一步的，所述VCU整车控制单元中还包括将再生制动能量生成制动力矩，以形成制动。

进一步的，若制动踏板单元未接收到驾驶员的制动意图，则通过VCU整车控制单元回收再生制动的能量。

进一步的，还包括解耦电控液压制动单元，用于当再生制动能量的制动不满足驾驶员的制动意图时，完成制动操作。

进一步的，所述再生制动能量包括滑动再生能量和制动再生能量。

相应的，还提供一种电动汽车制动能量回收控制方法，包括步骤：

S1.将接收到的制动意图通过踏板行程传感器探测制动踏板的位移，并将探测到的位移信号发送至控制单元；

S2.将控制单元接收到的位移信号驱动电机产生再生制动的能量。

进一步的，所述步骤S2之后还包括：

S3.将产生的再生制动能量通过VCU整车控制单元生成制动力矩，以形成制动。

进一步的，所述步骤S1还包括：

若未接收到制动意图，则通过VCU整车控制单元回收再生制动的能量。

进一步的，所述步骤S3之后还包括：

S4.当再生制动能量的制动不满足驾驶员的制动意图时，通过解耦电控液压制动单元完成制动操作。

进一步的，所述再生制动能量包括滑动再生能量和制动再生能量。

与现有技术相比，本发明通过探测驾驶员的制动意图，采用EBooste系统将能量进行回收；本发明的在保证车辆安全行驶的情况下，对车辆刹车能量进行回收，具有节能、环保、安全的特点。

附图说明

图1是实施例一提供的一种电动汽车制动能量回收控制系统结构图；

图2是实施例二提供的一种电动汽车制动能量回收控制方法流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种电动汽车制动能量回收控制系统及方法。

实施例一

一种电动汽车制动能量回收控制系统，如图1所示，包括：制动踏板单元11、VCU整车控制单元13、EBooste电控制动单元12；

所述制动踏板单元11，用于接收驾驶员的制动意图；

所述EBooste电控制动单元12，包括踏板行程传感器、控制单元；所述踏板行程传感器用于根据驾驶员的制动意图探测制动踏板的位移，并将探测到的位移信号发送至控制单元；所述控制单元用于将接收到的位移信号驱动电机产生再生制动的能量；

所述VCU整车控制单元13，用于根据驾驶员的制动意图控制所述控制单元驱动电机产生再生制动的能量。

EBooste叫做智能刹车系统，其采用采用纯电动助力，相比传统刹车系统具有主动建压、高效能量回收、丰富刹车曲线调校等优点。

EBooster由输入推杆、助力器阀体、踏板行程传感器、回位弹簧、制动主缸、直流无刷电机、二级齿轮传动装置、控制单元组成。其中，输入推杆用于连接制动踏板；踏板行程传感器用于感知刹车踏板行程；回位弹簧用于回复刹车踏板位置；制动主缸用于建立制动液压；二级齿轮传动装置用于扩大传动比，增加扭矩；直流无刷电机用于助力动力来源；控制单元用于控制电机供电电流和驱动信号等。

在制动踏板单元11中，接收驾驶员的制动意图。

制动单元包括制动踏板，当驾驶员进行制动时，通过踩下制动踏板生成踏板行程（刹车踏板深度，此时并未完全踩下去），此时制动单元接收到驾驶员的制动意图。

在EBooste电控制动单元12中，通过EBooste中的输入推杆与制动踏板连接，使得集成在EBooste中踏板行程传感器探测助力器阀体输入推杆的位移，该推杆的位移即刹车踏板深度；并将该位移信号发送至EBooste的控制单元。

控制单元计算出电机应产生的扭矩要求，再由二级齿轮装置将该扭矩转化为助力器阀体的伺服制动力。最后由电机产生的助力和驾驶员施加在输入推杆上的力在制动主缸内共同转化为制动液压。

在VCU整车控制单元13中，根据驾驶员的制动意图控制所述控制单元驱动电机产生再生制动的能量。

VCU是电动汽车的核心控制部件，它根据加速踏板位置、档位、制动踏板力等驾驶员的操作意图和蓄电池的荷电状态计算出运行所需要的电机输出扭矩等参数，从而协调各个动力部件的运动，保障电动汽车的正常行驶。

当驾驶员进行制动时，EBooste电控制动单元依据 VCU整车控制单元发出的动力总成工作状态和驾驶员制动需求优先分配给驱动电机再生制动。

在本实施例中，VCU整车控制单元中还将再生制动能量生成制动力矩，以形成制动。

在本实施例中，EBooste电控制动单元还用于判断刹车踏板深度是否大于预设深度，若否，则采用EBooste电控制动单元依据 VCU整车控制单元发出的动力总成工作状态和驾驶员制动需求优先分配给驱动电机再生制动；若是，则需要采用EBooste电控制动单元控制液压制动力进行补充。

需要说明的是，预设深度可根据不同车型进行设定，此处不做详细限定。

在本实施例中，若刹车踏板深度大于预设深度，则采用EBooste电控制动单元控制液压制动力进行补充。

其中，液压制动可以为解耦电控液压制动单元，用于当再生制动能量的制动不满足驾驶员的制动意图时（无法达到目标减速度），完成制动操作。

解耦电控液压制动单元是使用高性能电机，通过齿轮机构驱动活塞直线运动，以产生制动主缸压力。较之普通制动系统，它更轻巧，系统响应更快，能够显著地提升建压速度，有效地缩短制动距离，满足新型高级驾驶辅助系统对制动压力控制动态特性的更高要求。

该解耦电控液压制动单元的制动踏板可以是解耦的，建压过程与制动踏板之间没有直接的联系，踏板感觉由一个集成在执行模块中的弹簧/缓冲器单元来产生的。踏板感可根据整车要求分别调整，还可按照不同行驶情况（如紧急制动）或操作模式（如“运动”）进行单独调整，能在无需任何附加措施的条件下，实现再生制动与舒适性的完美统一。

优选的，解耦电控液压制动单元可以是电子液压助力器。

在EBooste电控制动单元控制液压制动力进行补充的过程中，实现踏板力和液压力的解耦，保证舒适的制动感觉。

在本实施例中，再生制动能量包括滑动再生能量和制动再生能量。

上述方案均为在驾驶员制动时实现的，且产生的能量属于再生制动能量；在实际应用中，还包括驾驶员不踩制动踏板的情况，即会产生滑动再生能量。

若制动踏板单元未接收到驾驶员的制动意图，则通过VCU整车控制单元回收再生制动的能量。

当驾驶员不踩制动踏板时，进入滑动能量回收模式时，VCU整车控制单元获取汽车的电机转速、电动汽车的驱动模式、电动汽车的加速度、驱动电机输出功率和电机扭矩。进而根据上述信息确定滑动能量所需的目标扭矩，从而根据该目标扭矩控制电动汽车进入发电状态，进行能量回收。

本实施例通过探测驾驶员的制动意图，采用EBooste系统将能量进行回收；本实施例的在保证车辆安全行驶的情况下，对车辆刹车能量即滑行能量进行回收，具有节能、环保、安全的特点；本实施例当减速度需求最大产生0.3G 的情况下（这个条件涵盖正常驾驶的绝大多数工况），由电机回收几乎全部的制动能量循环利用。

实施例二

一种电动汽车制动能量回收控制方法，如图2所示，包括步骤：

S11.将接收到的制动意图通过踏板行程传感器探测制动踏板的位移，并将探测到的位移信号发送至控制单元；

S12.将控制单元接收到的位移信号驱动电机产生再生制动的能量。

接收到的制动意图是通过制动踏板单元。

踏板行程传感器和控制单元是EBooste电控制动单元的组成部分。

EBooste叫做智能刹车系统，其采用采用纯电动助力，相比传统刹车系统具有主动建压、高效能量回收、丰富刹车曲线调校等优点。

EBooster由输入推杆、助力器阀体、踏板行程传感器、回位弹簧、制动主缸、直流无刷电机、二级齿轮传动装置、控制单元组成。其中，输入推杆用于连接制动踏板；踏板行程传感器用于感知刹车踏板行程；回位弹簧用于回复刹车踏板位置；制动主缸用于建立制动液压；二级齿轮传动装置用于扩大传动比，增加扭矩；直流无刷电机用于助力动力来源；控制单元用于控制电机供电电流和驱动信号等。

在步骤S11中，将接收到的制动意图通过踏板行程传感器探测制动踏板的位移，并将探测到的位移信号发送至控制单元。

在本实施例中，制动踏板单元接收驾驶员的制动意图。

制动单元包括制动踏板，当驾驶员进行制动时，通过踩下制动踏板生成踏板行程（刹车踏板深度，此时并未完全踩下去），此时制动单元接收到驾驶员的制动意图。

在步骤S12中，将控制单元接收到的位移信号驱动电机产生再生制动的能量。

控制单元计算出电机应产生的扭矩要求，再由二级齿轮装置将该扭矩转化为助力器阀体的伺服制动力。最后由电机产生的助力和驾驶员施加在输入推杆上的力在制动主缸内共同转化为制动液压。

在步骤S12之后还包括：

S13.将产生的再生制动能量通过VCU整车控制单元生成制动力矩，以形成制动。

VCU整车控制单元根据驾驶员的制动意图控制所述控制单元驱动电机产生再生制动的能量。

VCU整车控制单元将再生制动能量生成制动力矩，以形成制动。

VCU是电动汽车的核心控制部件，它根据加速踏板位置、档位、制动踏板力等驾驶员的操作意图和蓄电池的荷电状态计算出运行所需要的电机输出扭矩等参数，从而协调各个动力部件的运动，保障电动汽车的正常行驶。

当驾驶员进行制动时，EBooste电控制动单元依据 VCU整车控制单元发出的动力总成工作状态和驾驶员制动需求优先分配给驱动电机再生制动。

在本实施例中，EBooste电控制动单元还用于判断刹车踏板深度是否大于预设深度，若否，则采用EBooste电控制动单元依据 VCU整车控制单元发出的动力总成工作状态和驾驶员制动需求优先分配给驱动电机再生制动；若是，则需要采用EBooste电控制动单元控制液压制动力进行补充。

需要说明的是，预设深度可根据不同车型进行设定，此处不做详细限定。

在步骤S13之后还包括：

S14.当再生制动能量的制动不满足驾驶员的制动意图时，通过解耦电控液压制动单元完成制动操作。

在本实施例中，若刹车踏板深度大于预设深度，则采用EBooste电控制动单元控制液压制动力进行补充。

其中，液压制动可以为解耦电控液压制动单元，用于当再生制动能量的制动不满足驾驶员的制动意图时（无法达到目标减速度），完成制动操作。

解耦电控液压制动单元是使用高性能电机，通过齿轮机构驱动活塞直线运动，以产生制动主缸压力。较之普通制动系统，它更轻巧，系统响应更快，能够显著地提升建压速度，有效地缩短制动距离，满足新型高级驾驶辅助系统对制动压力控制动态特性的更高要求。

该解耦电控液压制动单元的制动踏板可以是解耦的，建压过程与制动踏板之间没有直接的联系，踏板感觉由一个集成在执行模块中的弹簧/缓冲器单元来产生的。踏板感可根据整车要求分别调整，还可按照不同行驶情况（如紧急制动）或操作模式（如“运动”）进行单独调整，能在无需任何附加措施的条件下，实现再生制动与舒适性的完美统一。

优选的，解耦电控液压制动单元可以是电子液压助力器。

在EBooste电控制动单元控制液压制动力进行补充的过程中，实现踏板力和液压力的解耦，保证舒适的制动感觉。

在本实施例中，再生制动能量包括滑动再生能量和制动再生能量。

上述方案均为在驾驶员制动时实现的，且产生的能量属于再生制动能量；在实际应用中，还包括驾驶员不踩制动踏板的情况，即会产生滑动再生能量。

在本实施例中，步骤S11还包括：

若未接收到制动意图，则通过VCU整车控制单元回收再生制动的能量。

若制动踏板单元未接收到驾驶员的制动意图，则通过VCU整车控制单元回收再生制动的能量。

当驾驶员不踩制动踏板时，进入滑动能量回收模式时，VCU整车控制单元获取汽车的电机转速、电动汽车的驱动模式、电动汽车的加速度、驱动电机输出功率和电机扭矩。进而根据上述信息确定滑动能量所需的目标扭矩，从而根据该目标扭矩控制电动汽车进入发电状态，进行能量回收。

本实施例通过探测驾驶员的制动意图，采用EBooste系统将能量进行回收；本实施例的在保证车辆安全行驶的情况下，对车辆刹车能量即滑行能量进行回收，具有节能、环保、安全的特点；本实施例当减速度需求最大产生0.3G 的情况下（这个条件涵盖正常驾驶的绝大多数工况），由电机回收几乎全部的制动能量循环利用。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例， 而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。